2024预应力铝合金结构技术规程

预应力铝合金结构技术规程

目录

1总则............................................................................4

2术语和符号......................................................................5

2.1术语........................................................................5

2.2符号........................................................................7

3材料............................................................................8

3.1结构铝......................................................................8

3.2不锈钢......................................................................8

3.3连接材料....................................................................8

3.4索体材料....................................................................9

3.5锚具.......................................................................10

4没"基本规定...................................................................11

4.1设计原则...................................................................11

4.2荷载与作用.................................................................12

4.3结构变形...................................................................12

4.4结构分析...................................................................13

5结构体系与基本构造.............................................................14

5.1一般规定...................................................................14

5.2索支承铝合金结构...........................................................14

5.3斜拉和吊挂铝合金结构.......................................................15

5.4张拉铝合金塔架和桅杆.......................................................15

6结构设计与计算.................................................................16

6.1一般规定...................................................................16

6.2结构设计...................................................................16

6.3结构初始状态的计算分析.....................................................17

6.4结构工作状态的计算分析.....................................................17

6.5结构施工过程的计算分析.....................................................18

2

7.节点设计与构造..................................................................19

7.1一般规定...................................................................19

7.2铝合金构件与其他构件依连接.................................................19

7.3节点计算与设计.............................................................21

8施工与验收....................................................................22

8.1一般规定...................................................................22

8.2包装、运输与存放...........................................................22

8.3索的安装...................................................................23

8.4索的张拉...................................................................23

8.5安装和张拉质量要求.........................................................24

8.6验收.......................................................................25

9防护与检测监测................................................................28

9.1防腐.......................................................................28

9.2防火.......................................................................29

9.3维护.......................................................................29

9.4检测.......................................................................30

9.5监测.......................................................................30

3

1总则

1.0.1为在预应力铝合金结构设计、施工及验收中贯彻执行国家的技术经济政策，做到技术

先进、经济合理、安全适用、确保质量，特制定本规程。

1.0.2本标准适用于预应力铝合金结构建筑物和构筑物的设计、施工及验收。

1.0.3本标准依据现行国家标在《工程结构可靠性设计统一标准》GB50153及《建筑结构可

靠度设计统一标准》GB50063的原则制订。按本标准进行施工质量验收时，应与现行国家

标准《建筑工程施工质量验收统一标准》GB5O3OO、《钢结构工程施工质量验收标准》GB5O2O5

及《铝合金结构工程施工质量验收标准》GB50576配套使用。

1.0.4预应力铝合金结构的设计、施工和验收，除应符合本标准外，尚应符合国家现行有关

标准的规定。

4

2术语和符号

2.1术语

2.1.1索flexiblemember

索是在工程结构中施加预张力并只受拉的柔性构件，本规程中的索包含拉索和拉杆。

拉索由索体（护层）和锚具等组成，索体是由冷拉钢丝通过不同方式绞合组成的钢绞线（不

锈钢纹线）和半平行钢丝束；拉杆由杆身和锚具等组成，拉杆杆身按材质可分为钢拉杆和不

锈钢拉杆。

2.1.2钢绞线索体steelspiralstrand

采用若干根钢丝相邻层反向螺旋捻制在一根中心钢丝上制成的拉索。全部采用圆形钢丝

可制成圆丝钢绞线拉索，外部一层或多层采用Z形钢丝可制成密封钢绞线拉索。

2.1.3半平行钢丝束索体scmi-parallclsteelstrand

采用若干根同直径的高强钢丝平行集束、扭绞及外挤高密度聚乙烯护套制成的拉索

2.1.4不锈钢绞线索体stainlesssteelspiralstrand

采用若干根不锈钢钢丝相邻层反向螺旋捻制在一根中心不绣钢钢丝上制成的拉索。

2.1.5钢拉杆steelrod

由钢质杆体和连接件等组件组装的受拉构件。

2.1.6不锈钢拉杆stainlesssteelrod

由不锈钢质杆体和连接件等组件组装的受拉构件。

2.1.7调节端adjustingside

调节端是采用调节螺杆、螺母等方式对索体长度进行调节¥J装置。

2.1.8锚具anchor

索体或杆身端头与外部边界节点连接的部件集合，索体或杆身的拉力通过其传递给外

界，一般包括索体或杆身的固接件、调节装置和外连件等。。

2.1.10护层anti-corrosivesheath

为防止纲丝生锈，在集束和索体外包覆的保护层。在索体外包覆的保护层应具备一定的

机械强度和耐老化性能。

2.1.11高锐索Galfancable

由镀锌-5%铝-混合稀土合金镀层钢丝紧密地螺旋绞合而成的钢绞线拉索。

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2.1.12热铸锚alloy-filledcastsocket

采用锚杯内填充低熔点合金填充的锚头。

2.1.13公称破断力[荷载]nominalbreakingforce[load]

半平行钢丝束公称破断力（荷载）为高强钢丝的标准抗拉强度乘以钢丝束的公称截面

面积。钢绞线公称破断力（荷载）为钢绞线最小破断力。

2.1.14索支承铝合金结构cablesupportedalluminiumstructure

直接连接于结构支座以平衡支座侧向推力的铝合金结构体系，以及索在结构下部通过刚

性撑杆支承上部结构的铝合金结构体系。

2.1.15斜拉铝合金结构cablestayedalluminiumstrucdire

通过竖向支承结构和斜向拉索在上方悬拉的铝合金结构体系。

2.1.16吊挂铝合金结构cablesuspensionalluminiumstructure

通过水平支承结构和移向拉索在上方悬拉的铝合金结构体系。

2.1.17张拉铝合金塔架

由自立式塔架和提供附加侧向支承的斜向拉索组成的铝合金结构体系。

2.1.18桅杆结构

由竖向柱杆和提供侧向支承的斜向拉索组成的铝合金结构为系。

2.1.19初始状态initialstate

结构在设计预张力施加完毕后与结构自重:及张拉时存在的其他恒我的自平衡状态。

2.1.20工作状态loadingslale

结构在外部荷载作用下的平衡状念。

2.1.21零状态zerostale

结构在无应力条件下加工放样和安装的基准状态。

2.1.22主动索activecable

利用张拉设备直接进行张拉的索。

2.1.23被动索passivecable

两端连接于结构中、不宜.接进行张拉、随主动索的张拉而生成内力的索。

2.1.24构件稳定memberstability

在外荷载作用下，构件截面部分受压或全部受压，构件能保持稳定的能力。

2.1.25整体稳定overallstabiliiy

6

在外向我作用卜，结构部分区域或全部区域受压，结构整，本能保持稳定的能力。

2.1.26环槽加钉ringgrooverivets

杆部具有一系列同轴环槽的硼钉，套环通过塑性变形与钾打杆固定。

2.1.27钢转接构件steelchange-overmember

在预应力铝合金结构中受力较大的构件常采用钢构件与铝合金结构进行转接，如直接承

受索拉力、撑杆拉压力的构件以及结构边缘和支座构件等，这类钢构件为预应力铝合金结构

中的钢转接构件。

2.1.28钢耳板组件steelearphteassembly

预应力铝合金结构中铝合金构件与索和撑杆采用耳板连接节点，钢耳板组件中的端板通

过螺栓或环槽钟钉连接于铝合金构件、垂直于端板的竖向板与索和撑杆的耳板采用销轴连接。

2.1.29垫片gasket

设置在铝合金材料和其他金属材料之间的、防止两种材料产生电化学反应导致腐蚀的绝

缘片状材料。

2.1.30索的安装installationofcables

将索按照规定技术要求与结构体系进行连接拼装的过程。

2.1.31索的张拉pre-tensioningofcable

按照施工张拉方案对主动索端部施加预拉力、对结构体系导入预应力的过程。

2.2符号

Nz,Nmin——最大、最小索力设计值：

A-—索的截面面积：

£一索的强度设计值：

成品拉索的破断应力（破断荷载。除以等效截面积A）,或拉杆屈服强度的标准值:

印——索的抗力分项系数：

P—成品拉索的破断荷载：

6—索跨中最大竖向垂度：

L——索的长度：

0——节点计算点处的折算应力；

A——节点计算点处折算应力的强度设计值增大系数:

f—铝合金的名义屈服强度设计值：

——节点计算点处第一、第二、第三主应力。

7

3材料

3.1结构铝

3.1.1用于承重结构的铝合金宜采用板、带、挤压棒、拉制管、挤压管、挤压型材等铝合金。

3.1.2铝合金牌号、规格及其相应热处理状态的选用应考虑结构的重要性、荷载特征、结构

形式、应力状态、连接方式、材料厚度等因素，并应符合国家现行相关标准的规定。

3.1.3铝合金结构的型材宜采用5xxx系列和6xxx系列铝合金：板、带材宜采用3xxx系列

和5xxx系列铝合金。铝合金螺栓球宜采用7xxx系列高强铝合金或2xxx系列铝合金：毅节

点的裁体宜采用6xxx系列铝合金。在需要轻质高强的铝合金材料时，可采用7xxx系列等高

强铝合金。铝合金材料的力学性能应符合国家现行相关标准的规定。

3.1.4预应力铝合金结构设计文件中，应注明铝合金材料牌号及供货状态、连接材料的型号

和对铝合金材料所要求的力学性能、化学成分及其他的附加保证项目。

3.1.5铝合金结构材料的弹性模量可取0.7xl(TN/mm2,强度标准和设计值应按现行国家标准

《铝合金结构设计规范》GB50249取用。

3.2不锈钢

3.2.1结构用不锈钢材料可采用奥氏体型不锈钢和双相型不锈钢，其质量应分别符合现行国

家标准《不锈钢和耐热钢牌号及化学成分》GB/T20878、《不锈钢热轧钢板和钢带》GB/T4237、

《不锈钢冷轧钢板和钢带》GB/T3280和《铭-钵-银-氮系奥氏体不锈钢冷轧钢板和钢带》

T/CISA046的规定。当有可靠依据时，可采用其他牌号的不锈钢。

3.2.2结构用不锈钢，应根据结构的重要性、荷载特征、结构形式、应力状态、钢材厚度、

成型方法、J：作环境和表面要求等因素合理选取不锈钢牌号及性能指标，并在设计文件中明

确。

3.2.3结构用不锈钢管可采用无缝钢管和直缝焊接钢管，其质量应分别符合现行国家标准《结

构用不锈钢无缝钢管》GB/T14975、《机械结构用不锈钢焊接钢管》GB/T12770和《建筑用

不锈钢焊接管材》JG/T539的规定。结构用不锈钢拉索质量应符合现行国家标准《不锈钢钢

绞线》GB/T25821和《建筑月不锈钢绞线》JG/T200的规定。结构用不锈钢钢棒质量应符

合现行国家标准《不锈钢棒》GB/T1220的规定。

3.2.4结构用不锈钢的强度指标可按照《不锈钢结构技术规程》CECS410:2015取用。

3.3连接材料

3.3.1铝合金结构的紧固件连接材料应符合下列要求:

8

1普通螺栓的材料宜采用铝合金、不锈钢，也可泯用经热浸镀锌、电镀锌或镀铝等可

靠表而处理后的钢材。普通螺栓应符合现行国家标准《紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱》

GB/T3098.1＞《紧固件机械性能有色金属制造的螺栓、螺钉、螺柱和螺母》GB/T3098.10、

《六角头螺栓C级》GB/T5780和《六角头螺栓》GB/T5782的规定：

2环槽加钉材料宜采用铝合金、不锈钢，也可采用经热浸镀锌、电镀锌或镀铝等可靠

表面处理后的钢材，钢环槽钾钉的质量应符合现行国家标准《环槽卸钉连接副技术条件》

GB/T36993的规定。

3高强度环槽饰钉官采用打断型和短尾那，直接承受动力荷载重嵬作用的构件应采用高

强度环槽卸钉摩擦型连接。在同一连接接头中，高强度环槽钾钉连接不应与普通螺栓连接混

用。

3.3.2除特殊规定外，用于铝合金结构的连接件的最小尺寸应符合以下规定：

1钢制螺栓或栓钉的公称直径不宜小于5mm：

2铝制螺栓或栓钉的公称直径不宜小于6mm；

3环槽斜钉直径不宜小于4.75mm；

4高强度环槽钾钉直径不宜小于12mm。

3.4索体材料

3.4.1预应力铝合金结构中拉索索体宜采用钢绞线和不锈钢绞线索体，也可采用半平行钢丝

束。

3.4.2钢绞线宜采用高帆（锌-5%铝-混合稀土合金）镀层防腐，组成钢绞线的钢丝截面可为

圆形（图3.4.2a）或封闭型（图3.4.2b）。高锐索索体的质量和性能应符合现行行业标准《建

筑工程用锌-5%铝-混合稀土合金镀层钢绞线》YB“4542中的规定。封闭索的质量和性能

要求应符合现行行业标准《密封钢丝绳》YB/T32”的规定。

（a）圆形（b）封闭型

国3.4.2钢绞线和不锈钢绞线断面示意图

3.4.3不锈钢绞线的钢丝截面可采用圆形和封闭型（图3.4.2）,质量和性能应符合现行国家标

准《不锈钢钢绞线》GB/T25821中的规定，索体用钢丝的质量和性能应符合现行国家标准

《不锈钢丝》GB/T4240中的规定。

3.4.4半平行钢丝束的断面构造见图344所示。半平行钢丝束索体用高强度钢丝的直径一般

为5mm和7mm,其质量和性能应符合现行国家标准《桥梁缆索用热镀锌钢丝》GB/T17101

中的规定。

9

12.34

图3.4.4半平行钢丝束断面示意图

1—钢丝：2——复合包带：3—黑色PE：4—彩色PE

3.4.5钢拉杆的杆体及组件可选用碳素结构钢、优质碳素结构钢、低合金高强度结构钢、合

金结构钢等材料，其牌号及化学成分、杆体材料力学性能应符合国家和行业现行相关标准的

要求。

3.4.6不锈钢拉杆材料应符合现行国家标准《不锈钢棒》GB/T1220的规定，杆体力学性能

应符合现行行业标准《建筑用钢质拉杆构件》JG/T389的规定.

3.4.7索的弹性模量应满足表3.4.7的要求。

表3.4.7索的弹性模量

索体弹性模量（N/mm2）

半平行钢丝束(1.90-2.10)x10"

圆形

钢绞线ll.50-l.70)x|(r

封闭型

钢拉杆(1.96-2.I6)X105

不锈钢绞线(1.20-1.40)xl05

不锈钢拉杆(1.95-2.OO)xlO5

3.5锚具

3.5.1钢拉索的热铸锚锚杯的坯件可为锻件或铸件，调节套筒宜为锻件，销轴、螺杆的坯件

应为锻件。采用锻件时，其材料应为优质碳素结构钢或合金结构钢，优质碳素结构钢和合金

钢的技术性能应符合现行相关国家和行业标准的要求。采用铸件时，其技术性能应符合国家

和行业现行相关标准的要求。

3.5.2不锈钢拉索中的不锈钢锚杯坯件宜为铸件。不锈钢销轴的坯件应为冷拉棒，其材料宜

选用奥氏体型、奥氏体-铁素体型不锈钢。不锈钢拉索所采用材料的技术性能应符合现行相

关国家标准的要求。

3.5.3钢拉杆0型或U型接头也采用铸件或锻件，钢拉杆的调节套筒宜采用钢棒及钢管，钢

拉杆的销轴宜采用钢棒及锻钢件。

3.5.4不锈钢拉杆锚具宜采用铸件，不锈钢拉杆用螺杆可采用不锈钢钢棒，铸件和钢棒的技

术性能应符合现行相关国家标准的规定。

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4设计基本规定

4.1设计原则

4.1.1预应力铝合金结构应采用以概率理论为基础的极限状态设计方法，用分项系数设计表

达式进行计算。

4.1.2预应力铝合金结构的安全等级、设计工作年限应根据现行国家标准《工程结构通用规

范》GB5500I确定。

4.1.3预应力铝合金结构的结构形式应根据建筑造型、使用功能、边界条件、材料供应和施

工条件等情况综合确定，屋盖结构宜采用轻型屋面系统。

4.1.4预应力铝合金结构宜优先采用环槽钾钉连接，也可采用普通螺栓或承压型高强螺栓连

接。

4.1.5预应力铝合金结构中的初始预应力值应以改善结构受力状态、提高结构承载力和刚度、

保证结构的稳定性为目标确定，并应考虑施工的可行性，同时应避免预应力张拉阶段结构的

过大变形。

4.1.6在永久荷载控制的荷载组合及多遇地震组合作用下，预应力铝合金结构中的索不得松

弛；在可变荷载控制的荷载组合作用下，结构不得因个别索的松弛而导致结构失效或影响结

构正常使用功能。

4.1.7对风吸力较大的预应力铝合金结构屋面，应采取加大预应力或加大屋面自重等措施，

防止索的松弛。

4.1.8预应力铝合金结构的设计应包括预应力施工阶段和使用阶段的各种工况组合，必要时

还应包括偶然荷载作用和维修状态等特殊工况组合。

4.1.9预应力铝合金结构的设计耐火极限应根据建筑的耐火等级按现行国家标准《建筑设计

防火规范》GB50016的规定确定，张拉塔架、张拉桅杆等可不考虑防火。

4.1.10预应力铝合金结构中铝合金构件的抗火设计应按现行中国工程建设标准化协会标准

《建筑铝合金结构防火技术规程》T/CECS756的规定执行。当预应力拉索需进行防火保护

时，宜采用钢管内布索、钢管外涂敷防火涂料或者在索体外直位涂敷防火涂料保护的方法;

当拉索外露的塑料护套有防火要求时，应在塑料护套中添加阻燃材料或外涂满足防火要求的

特殊涂料。

4.1.11预应力铝合金结构的正常使用环境温度应低于100C,当构件表面长期受辐射热温度

11

达8(rc以上时，应加隔热层或采用其他有效的防护措施。

4.2荷载与作用

4.2.1预应力铝合金结构设计时，荷载的标准值、分项系数、组合系数等应按现行国家标准

《工程结构通用规范》GB55(X)1、《建筑结构荷载规范》GB50009的规定采用。其中张拉塔

架和桅杆结构尚应考虑覆冰荷载，其覆冰荷载和风荷载可按现行国家标准《高耸结构设计标

准》GB50135的规定取用。

4.2.2体形复杂且无相美资料参考的预应力铝合金结构，其风荷载宜通过风洞试验确定，体

型较为简单时也可结合CFD数值风洞模拟确定。

4.2.3预应力铝合金结构的地震作用计算应符合现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB5(X)11

的规定，结构的阻尼比可取为0.02。张拉塔架和桅杆结构的地震作用的计算应符合现行国家

标准《高耸结构设计标准》GB50135的规定。

4.2.4外露铝合金结构的温度作用应鱼盒太阳辐射对构件的升温影响。

4.3结构变形

4.3.1预应力铝合金屋盖结构挠度自初始预应力状态之后不宜超过表431所列的容许值。

表4.3.1预应力铝合金屋盖结构挠度容许值

结构形式最大挠度容许值

网架结构

L/25O

梁系、桁架和拱架结构

L/300(上有屋面系统时)

单层惮充结构

L/250(上无屋面系统时)

注：/,为预应力铝合金结构的短向跨度，悬挑结构取悬挑长度的2倍。

4.3.2张拉塔架和桅杆结构的水平位移角不得大于表4.3.2的规定，单管塔的水平位移限值可

略为放宽，具体限值根据各行业标准确定。

表432张拉塔架和桅杆结构水平位移限值

结构类型以风荷载或多遇地震为主的

以罕遇地震作用为主的

荷载标准组合作用下

荷载标准组合作用下

按线性分析按非线性分析

张拉塔架△u/H1/75

△v/h1/50

张拉桅杆△u7h1/50

注：△口为水平位移，与分母代表笆高度对应；为由剪切变形引起的水平位移，与分母代表的高度对应;

△W为纤绳层间水平位移差，与分母代表的高度对应；H为总高度；h对于桅杆为纤绳之间距。

12

4.4结构分析

4.4.1预应力铝合金结构的计算模型应准确反映杆件连接和结构边界情况。计算时可假定索

为理想柔性体，在整个工作阶段索只能受拉，不能受压和受弯。索之间及其与其它构件的连

接为理想较接。应考虑其与支承结构的相互影响，宜采用包含支承结构的整体模型进行分析。

4.4.2短索的计算模型可取为两节点杆（索）单元，并将自重及索段中的外荷载等效作用于

两端节点处。长索的计算模型应取为悬链线单元、多节点索单元或多段两节点索单元，将自

重及索段中的外荷载作用于有限元节点处。

4.4.3对承载力极限状态，当预应力作用对结构有利时预应力分项系数上应取1。对结构

不利时力”应取1.3。对正常使用极限状态，幅应取1.0。

4.4.4预应力铝结构的荷载效应分析宜考虑结构的几何非线性特性，宜在初始预应力状态的

基础上考虑附加永久荷我与活荷载、雪荷载、风荷我、地震作月、温度作用的效应组合，并

应考虑施工工况的影响。

4.4.5体型较规则日刚度较大的预应力铝令金结构,可采用振图分解反应谱法进行地德效应

分析。对于其它情况，应考虑预应力铝合金结构的几何非线性，采用时程分析法进行多维地

震效应分析。

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5结构体系与基本构造

5.1一般规定

5.1.1预应力铝合金结构可采用索支承结构、斜拉和吊挂结构以及张拉塔架和桅杆结构等。

5.1.2预应力铝合金结构的索布置方案可采用直线拉索和折线拉索。

5.2索支承铝合金结构

521索支承铝合金结构可分为索支承平面铝合金结构和索支承空间铝合金结构两类，索支

承平面铝合金结构包括索支承铝合金拱架、索支承铝合金门架、索支承铝合金桁架等，索支

承空间铝合金结构包括索支承铝合金单层网格和索支承铝合金网架。

5.2.2平面支承铝合金结构的结构布索与构造应满足以下要求：

1索支承拱架中的索应能承担拱架的侧推力，调整拱架截面的应力峰值。

2索支承门架结构可采用横向布索、竖向布索、横竖向连续布索等方案。

3索支承桁架可在桁架内或桁架外布索。在桁架内布索时可在内力较大的拉杆杆身位置

布置直线或折线索，在桁架外布索时可在桁架下部采用索与撑杆与桁架形成张弦桁架。对大

跨重载桁架可采用双重布索方案。

5.2.3索支承单层网格的结构形式可分为支座张拉预应力网光、预应力交叉梁系和弦支穹顶

等。

1支座张拉预应力网壳中通过在支座位置布置拉索以平衡和减小壳体的支座推力，网壳

可为球面网壳、柱面网壳、双曲扁网壳和扭壳。

2预应力交叉梁系是一种张弦梁体系，梁可采用双向、多向、肋环向等方式布置，预应

力通过其下的索及撑杆所施加。

3弦支穹顶结构体系由单层网壳、撑杆和索组成。

5.2.4索支承网架中索的布置应符合下列规定：

1结构剖面中可在网架高度内、外或跨越内外布置下弦水平索、折线索、设置一个或多

个支撑点布索。

2结构平面中索的布置方式可采用矩形、交叉式、井字式、斜向、多拉索等多种方案。

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5.3斜拉和吊挂铝合金结构

5.3.1斜拉铝合金结构是指通过竖向支承结构和斜向拉索在上方悬拉的铝合金结构，吊挂铝

合金结构是指通过水平支承结构和竖向拉索在上方悬拉的铝合金结构。

5.3.2斜拉和吊挂铝合金结构可分为三个组成部分：竖向或水平支承结构、斜向或竖向拉索、

铝合金屋盖结构。暴露于室外的支承结构主要形式有立柱、刚架、拱架和悬索等。拉索与屋

盖的布索吊点应对称、均衡和均匀，拉索与屋盖平面的夹角可在25。〜90。之间。

5.3.3斜向和竖向拉索可布置为放射式、竖琴式、扇式和星式等，铝合金屋盖结构可为单层

网格、网架、桁架等。

5.4张拉铝合金塔架和桅杆

5.4.1张拉塔架中的塔身为自立式塔架，斜向索为塔身提供了恻向支撑和刚度。张拉桅杆中

的杆身与斜拉索共同组成了抵抗外荷载的结构体系。塔身为单者，杆身可采用单身、双身、

橘式等形式。

5.4.2斜向索宜布置为45%应通过分析比较选择塔身或杆身沿高度方向与斜向索的连接位

置，斜向索可以平行布置、也可变角度布置以交于地面相近位置。斜向索与地面角度宜接近

4500

15

6结构设计与计算

6.1一般规定

6.1.1预应力铝合金结构的计算应首先进行初始状态分析，以确定初始状态时的结构内力分

布和对应的几何位形，结构初始状态应符合设计图纸和设计意图的要求。

6.1.2进行结构施工过程分析时可按初始状态预张力的标准值和结构重力标准值进行计算。

6.1.3索在结构上的锚固节点及按较接节点计算分析:当撑杆与折线布置的拉索连接采用滑

动节点时，应考虑张拉阶段拉索预应力的摩擦力损失。索的应力松弛和预应力损失可参照现

行相关标准《预应力钢结构技术标准》JGJ/T497和《建筑工程预应力施工规程》CECS180

进行计算。

6.1.4预应力铝合金结构的设计应符合下列规定：

1索支承结构中索所施加的预应力效应，应以抵抗被支承结构的竖向自重产生的效应和减小

支承结构边界的水平推力为原则。

2斜拉和吊挂结构中斜拉索和吊索的预应力效应，成能使结构在预应力和自重共同作用下产

生一定的预起拱、使荷载组合作用下结构的竖向变形满足现行相关标准为原则。

3预应力塔架和桅杆中索的预应力效应，应以在提供侧向刚度的同时满足塔架和桅杆的稳定

性为原则。

6.2结构设计

6.2.1预应力铝合金结构的设计应包括结构选型、布索方案选择、索预应力设计、结构体系

分析与设计、结构杆件和节点设计、结构施工方案设计等。

6.2.2结构布置宜使索的轴线与结构构件形心交点重合，如无法实现时应在计算模型中考虑

索轴线偏心的影响。

6.2.3当预应力铝合金结构由平面预应力结构逐根组成时，每福平面结构中的索应在其垂直

主惯性平面内布置、或关于其垂直主惯性平面进行对称布置，并应在结构体系的纵向布置水

平和垂直支撑以确保其纵向刚度和稳定性。

6.2.4斜拉和吊挂铝合金结构应设置必要的防风吸构造措施确保风吸力下结构体系的刚度、

强度和稳定性。当吊索穿越屋面时应有可靠有效的密封构造和防漏措施，并允许索与索孔问

有相对变形的能力。

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6.2.5张拉铝合金塔架和桅杆中索可采用重力式锚固或抗拔锚固基础，应参照现行国家标准

《高耸结构设计标准》GB5OI35进行锚固基础的设计。有防连续倒塌要求时，地面锚固基

础应采用必要的防撞措施。

6.3结构初始状态的计算分析

6.3.1结构初始状态计算分析时应考虑结构的自重和张拉时存在的其他恒载。

6.3.2可采用非线性有限单元法进行初始状态的计算分析，通过设定主动索的原长、预拉力

值、负温度等方法对主动索段施加预应力，对被动索应取其原长，求解得到结构的初始状态

内力分布和对应的几何位形。初始状态时结构的几何位形应满足建筑设计的要求，结构的内

力分布应满足工作状态下结构的安全适用性要求。

6.3.3当设计要求考虑初始状态拉索垂度对结构外观的影响时，可按式(6.3.3)选用拉索预

张力以控制拉索的垂度。

[)>2(Wcoscr(6.3.3)

式中：卬一拉索自重：

a—索两节点连线与水平线的夹角：

To——拉索初始预张力。

6.4结构工作状态的计算分析

6.4.1预应力结构在工作状态的变形应满足本规程第4.3节的规定。

6.4.2预应力铝合金结构的稳定性可采用现行国家标准《钢结构设计标准》GB50017中规定

的直接分析设计法进行计凫，计算时应同时考虑结构体系整体初始缺陷分布和构件初始缺陷

分布。也可分别进行结构的体系整体稳定性计和和构件稳定性验凫，并应符合以下规定：

1体系整体稳定性可参考现行行业标准《空间网格结构技术规程》JGJ7的规定进行计

算。考虑材料和几何双非线性时，结构稳定极限承载力标准值与荷载标准组合的比值为结构

整体稳定安全系数K,K值不应小于2.2。

2构件稳定性验算时，构件内力按几何非线性方法计算结果取用、计算长度系数可取为

l.Oo

6.4.3索抗拉强度按下式设计验算:：

N

~^<f(6.4.3-1)

A人

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z[>0在永久荷载控制组合下

nun[>0在可变荷载控制组合下(6.43-2)

式中：Nmax，Mnin---最大和最小索力设计值：

A---索截面积；

fc——索强度设计值，x=—；

YK

fc.k——成品拉素的破断应力(为破断荷载尸除以等效截面积A),或拉杆屈服强度

的标准值；

yR——索的抗力分项系数，对拉索取2.0,对钢拉杆取1.7,对不锈钢拉杆取1.4。

6.4.4在永久荷载控制的荷我组合作用下，正常使用工作状态时拉索的相对垂度宜满足以下

规定：

-<—(6.4.4)

L120

式中：,——索跨中最大竖向垂度：

L——索的长度。

6.4.5除拉索外的其它构件应按现行国家和行业相关标准进行验算。

6.5结构施工过程的计算分析

6.5.1应采用几何非线性方法进行结构的正向施工张拉过程计算与分析，设定的施工步骤必

须准确反映结构施工张拉时主动索分级分批的张拉过程、结构体系和边界条件的变化等。

6.5.2应在预应力铝合金结构内每个施工张拉步骤进行结构体系和构件的稳定性、构件和节

点强度、结构体系变形等验算，并进行临时支撑结构体系、张技工装、临时固定钢丝绳、下

部支承结构等的验算。

6.5.3预应力铝合金结构施工过程分析所得的结构张拉完成后的内力分布和几何位形与设计

初始状态计算结果之间的偏差应在设计所规定的范围内，结构特征点的标高、结构最大索力

和内力的相对误差不宜大于5%。

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7.节点设计与构造

7.1一般规定

7.1.1预应力铝合金结构中索、撑杆可通过钢转接构件与其他铝合金构件进行连接，也可通

过钢耳板组件直接连接于铝合金结构。

7.1.2预应力铝合金结构中铝合金构件之间的连接应满足现行国家标准《铝合金结构设计规

范》GB50429的要求，索、撑杆与钢结构构件的连接应满足现行行业标准《预应力钢结构

技术标准》JGJ/T497的要求。

7.1.3节点的外形应符合建筑设计的要求，节点构造应考虑美观要求。

7.1.4节点构造设计应力求简单，传力路径明确，便于制作和安装，结构的节点构造应与结

构计算模型相符。

7.1.5铝合金构件之间、与钢构件（撑杆）之间的连接件应采用螺栓或环槽钾钉。直接承受

索拉力作用的钢耳板组件中板件之间的焊缝质量等级应为一级.

7.2铝合金构件与其他构件的连接

7.2.1铝合金构件与钢转接构件之间的连接应采用节点板与螺栓或环槽钾钉进行连接，铝合

金与钢结构材料之间应采用隔离垫片，见图721。

1-钢转接构件2-惘耳板3-索4-节点板5-隔离生片仪侣合金构件7-环槽柳行

E7.2.1铝合金构件与钢转接构件的连接

7.2.2索、撑杆与矩形截面及H形截面铝合金构件通过钢耳板组件连接的节点见图722所示。

其中，端板与铝合金构件之间应采用螺栓或环槽加钉连接，接触面应设置隔离垫片。

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I-纲转接构件2-燃耳板3-索4-X点板5-隔离垫板6£结构7-环恰柳打

(a)索、撑杆与矩形截面铝合金构件的连接节点

(b)掾杆与H型鼓面铝合金构件的连接节点

图722索和撑杆与铝合金构件的连接

7.2.3普通螺栓、高强螺栓和环槽钾钉孔径允许偏差应符合表7.2.3-1~表723-3的要求。

表723-1普通螺栓孔径允许偏差(mm)

螺栓公称直径允许偏差(mm)

+0.18

10-18

0.00

+0.21

18-30

0.00

+0.25

30-50

0.00

表723-2高强螺栓孔径允许偏差(mm)

高强螺栓公称直径允许偏差(mm)

+0.43

M12、MI6

0.00

+0.52

M20、M22,M24

0.00

+0.84

M27、M30

0.()0

表723-3环槽聊钉孔径允许偏差(mm)

环槽钾钉公称直径允许偏差(mm)

+0.1

MIO、MI2

0

7.2.4当铝合金材料同其它会发生电化学腐蚀的金属材料或含酸性或碱性的非金属材料连接、

接触或紧固时，可采用聚四氟乙烯板或其它与两侧材料都相容的无孔材料进行隔离。其中，

按照摩擦型连接设”的节点，膈离垫片除应满足电化学隔离的需求外，摩擦系数也应满足设

计要求。

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7.3节点计算与设计

7.3.1铝合金构件与其他构件之间连接节点的连接件强度、节点承我力可按现行国家标准《钢

结构设计标准》GB50017和《铝合金结构设计规范》GB50429进行设计和计算。构造复杂

的铝合金构件节点极限承载力应采用有限元方法进行计算或采用试验方法进行验证。

7.3.2采用有限元方法对铝合金构件节点承载力进行计算分析时，计算模型应符合节点的实

际受力情况，节点承载力应符合下列规定。

1在荷载设计值作用下，节点应力采用有限元法按弹性计算时，应满足以下条件：

（7,3.2-1）

q=―.产+但+Q-5）2]（732-2）

式中：02s---计算点处的折算应力（N/mmD：

伙—折党应力的强度设计值增大系数。当计算点各主应力全部为压应力时，4=1.2；

当计算点各主应力全部为拉应力时.，4=1.0,且最大主应力应满足。iWl.17：

其他情况时，的1.1:

/—铝合金的名义屈服强度设计值（N/mn?）；

。3—计算点处第一、第二、第三主应力（N/mn?）。

2考虑材料非线性对节点板承载力进行弹塑性有限元分析时，铝合金材料的本构关系可采用

Ramberg-Osgood模型，节点板的弹塑性极限承载力不应小于其荷载设计值的2.0倍。

7.3.3采用试验对铝合金构件节点承载力进行验证时，应符合以下规定：

1节点试件的材料应与实际工程中的材料相同，并应在试验前按实际工程的检验标准进

行材料试验与检验。

2节点试验宜采用足尺试件。当采用缩尺试件时，缩尺比例不宜小于1/2。

3检验性试验中，同一类型的试件不宜少于2件，试验荷载不应小于荷载设计值的1.3

倍：破坏性试验中，由试验确定的破坏承载力不应小于节点承载力设计值的2.0倍。

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8施工与验收

8.1一般规定

8.1.1预应力铝合金结构的安装工程应编制深化设计文件和施工组织设计文件，并应符合有

关结构工程施工质量验收规范和施工图的要求。

8.1.2铝合金结构工程施工质量的验收应符合《铝合金结构工程施工质量验收规范》GB

50576-2010、《建筑工程施工质量验收统一标准》GB503(X)-2013有关标准和规范的要求。

8.1.3索、撑杆及紧固件等应具有产品质量证明书，其品种、规格、力学性能、化学性能应

符合《建筑索结构工程施工质量验收标准》T/CECS1301等现行标准的规定并满足设计要求。

8.1.4施工前应对预应力铝合金结构边界和支座的预埋板或预埋锚栓的平面位置、水平度和

标高进行检查验收，验收合格后方可进行施工。

8.1.5施工方应会同设计方对预应力铝合金结构施工各个阶段的索力及结构几何位形进行计

算，并作为施工监测和质量控制的依据。

8.1.6预应力铝合金结构的施工过程中应有相应的监测措施，以反馈结构的信息，控制施工

质量，监控施工进程等，监测方案应经设计和监理认可。

8.2包装、运输与存放

8.2.1索包装时应采用不会损伤索表面质量的材料。

8.2.2拉索应能自由盘绕，盘绕内径应不小于表822的规定。盘绕后索体不应有鼓丝、散丝

及明显变形，盘绕后最大外径应能满足交通运输的要求。

表822拉索最小盘绕内径

拉索种类半平行飒丝束拉索密闭型钢绞线拉索圆形钢绞线拉索

最小盘绕内径20D30D20D

8.2.3索在搬运和装卸时严防与硬质物体产生摩擦或碰撞，不应损伤索体和表面涂装。

8.2.4室外存放拉索和拉杆时，应采取保护措施避免锚具压损索体和杆体。应特别注意保护

索体和杆身与锚具的连接部位，防止其破损而导致雨水侵入。

8.2.5预应力铝合金结构构件及按品种和规格堆放在专业架子或垫木上，在室外堆放时，应

采取防止表面污染的隔离保护措施，若有污染，应在安装前清除。

8.2.6撑杆应采用直条包装，当长度超过运输工具尺寸时，可将锚具与杆体拆开分别运输。

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8.3索的安装

8.3.1安装胎架数量和支承刚度应确保结构的安装满足精度和质量要求。

8.3.2索安装前应更核和验收用于索锚固的钢耳板组件的空间儿何坐标，不满足要求时应进

行修复和处理。

8.3.3拉索铺放施工应符合以下规定：

1拉索安装用操作架及放索胎架应根据相关现行国家规范和标准进行验算，搭设完成且

检查合格后方可用于作业；

2拉索铺展过程中应采用放索盘或吊机进行，释放索体扭绞力；

3放索时应采取措施保护拉索，防止拉索PE层损坏或涂层损坏。

8.3.4索夹安装应符合以下规定：

1应严格按照索夹标记线安装索夹，安装时应保证索夹耳板方向、编号与图纸相符；

2索夹螺栓拧紧力矩应达到图纸、规范或抗滑移试验报告的要求，并做好记录及标记以

便杳聆.

8.3.5应随时进行结构体系及其支撑体系的校正、固定或临时固定，确保索安装过程中结构

体系的安全性和稳定性。

8.3.6当风力大于五级、气温低于4。€：时，不宜进行索的安装。有雷电时，应停止作业。索

安装过程中应注意保护已做表面涂装的构件,避免涂层损坏。若构件涂层和索保护层被损坏,

必须及时修补。当除索外其他金属材料需